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octobre 14, 2015
À la suite de notre atelier d’exploration scientifique sur les machines simples, on vous propose de vérifier la compréhension des élèves et de pousser leurs réflexions plus loin! À l'aide du matériel requis, ils devront fabriquer un mangonneau à contrepoids fixe.
1- Fabriquer deux triangles en utilisant 3 brochettes en bois et 3 élastiques pour chaque triangle.
2- Fixer les brochettes ensemble en passant l’élastique autour d’une brochette en bois et au point de jonction entre les deux brochettes.
3- Laisser dépasser le bout de chaque brochette d’environ 3 à 4 centimètres.
4- Passer ensuite l’élastique par dessus et par dessous sans croiser. À la fin, lorsqu’il reste une petite longueur d’élastique, passer le bout de l’élastique autour d’une seule brochette pour le fixer et conserver la tension.
5- Refaire ces étapes pour chaque jonction entre 2 brochettes.
6- Placer les deux triangles debout et face à face.
7- Relier les deux triangles ensemble en utilisant 3 brochettes en bois. Les brochettes doivent relier les mêmes coins de chaque triangle (sommet avec sommet, coin en bas à gauche avec coin en bas à gauche et coin en bas à droite avec coin en bas à droite). Il est possible de piquer les brochettes au travers des jonctions déjà complétées à chaque coin des triangles.
8- Fabriquer une croix (le mât lanceur) avec 4 brochettes en bois et 1 élastique.
9- Laisser dépasser le sommet de la croix d’environ 5 centimètres (le point d’appui).
10- Insérer la boule de pâte à modeler (le contrepoids fixe) à l’extrémité du point d’appui.
11- Fixer la cuillère au sommet du mât lanceur (extrémité la plus longue de la croix) avec des élastiques. La cuillère sert à retenir l’objet à projeter.
12- Déposer le mât lanceur sur la base du mangonneau.
Voici une question à poser à vos élèves.
Question 1 : Dans le mangonneau, à quoi correspondent ces parties : le bras de levier, le point d’appui, la charge et la force?
Réponse 1 : Le mangonneau utilise le principe de levier pour lancer des projectiles contre ou par-dessus les murs des châteaux de l’époque. Le mât lanceur fait office de bras de levier. L’extrémité courte du mât lanceur sur lequel se trouve le contrepoids fixe correspond au point d’appui. La charge est l’objet à projeter. La force s’applique sur la cuillère afin d’abaisser le mât lanceur pour y déposer le projectile.
Explications
Un mangonneau est un engin militaire offensif à contrepoids fixe (le trébuchet possède un contrepoids articulé) de l'époque médiévale. C’est un engin de siège qui ressemble à une sorte de catapulte, mais il est beaucoup plus précis. Le mangonneau a besoin d’un mât lanceur assez long au bout duquel il y a un contrepoids assez lourd. Ce mât lanceur doit être appuyé sur un point d’appui. Pour être le plus efficace possible, le contrepoids doit être très près du point d’appui.
Bon à savoir
- Le levier est composé d’un bras de levier, d’un point d’appui, d’une charge et d’une force.
- La partie la plus importante d’un levier est le point d’appui.
Conseils pédagogiques
Vous pouvez demander à vos élèves de construire l'appareil en leur demandant de faire des parallèles avec le levier. Si vos élèves en redemandent, alors jouez sur les variables. De cette manière, vous transformez une simple exécution de recette en une authentique démarche active! À vous de formuler la question afin de l'adapter à vos élèves et à votre intention pédagogique. Pour vous assurer d'inclure la démarche en science et les critères d'évaluation, vous pouvez vous faire “un cahier de l'élève” à l’aide du planificateur de sciences au http://leplanificateurdesciences.org/.
Voici un exemple de variables à intégrer dans l’expérience :
- Quelles sont les modifications à apporter au mangonneau pour projeter l’objet plus loin ou augmenter la précision des tirs?
En tout temps, soyez à l’écoute des questions de vos élèves. Ces dernières peuvent vous mener sur d’intéressantes pistes à explorer!
